Giới thiệu

Tại các nhà máy sản xuất ở Việt Nam, xu hướng điện động hóa, tích hợp chức năng cao và rút ngắn thời gian giao hàng đang diễn ra mạnh mẽ, kéo theo yêu cầu ngày càng cao đối với ốc vít (fastener) về khả năng chống ăn mòn, chống tự tháo lỏng và truy xuất nguồn gốc.

Bài viết này hệ thống hóa những điểm cốt lõi của công nghệ ốc vít tiên tiến tại Việt Nam theo góc nhìn thực tiễn, bao gồm: xử lý bề mặt và giải pháp chống giòn hydro, thử nghiệm rung ngang (tương đương Junker), quản lý mô-men xoắn + góc siết kết hợp IoT, ốc vít tạo hình, cũng như các biện pháp phòng ngừa rủi ro theo IATF / ISO. Nội dung được trình bày kèm quy trình triển khai và checklist thực tế.

Bài viết này dành cho nhân viên phụ trách chất lượng, kỹ thuật sản xuất và thu mua. Lộ trình đề xuất giúp đánh giá hiệu quả trong 90 ngày, tiến tới chuẩn hóa và triển khai sản xuất hàng loạt.

Cơ sở về tiêu chuẩn – môi trường và tính phù hợp pháp lý

Khi sản xuất hoặc thu mua ốc vít số lượng lớn tại Việt Nam, điều quan trọng là phân biệt giữa “tiêu chuẩn” (ngôn ngữ của bản vẽ kỹ thuật) và “tính phù hợp” (ngôn ngữ của pháp luật và chứng nhận).
Phần này phác thảo rõ cách ghi tiêu chuẩn trên bản vẽ, tiêu chí lựa chọn xử lý bề mặt thân thiện môi trường, thực hành tránh giòn hydro, cũng như những điểm mấu chốt trong thủ tục tuân thủ tại Việt Nam.

Mối quan hệ giữa TCVN/QCVN và ISO/JIS

• TCVN (Tiêu chuẩn Việt Nam): áp dụng tự nguyện

• QCVN (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia): áp dụng bắt buộc

Trong thực tế, thiết kế và sản xuất ốc vít chủ yếu dựa trên ISO / JIS nhằm đảm bảo tính tương thích quốc tế. Trên bản vẽ kỹ thuật, việc ghi rõ 3 nội dung sau sẽ giúp giảm thiểu sai lệch trong cách hiểu giữa các nhà cung cấp:

1. Kích thước & cấp chính xác: Ví dụ: M6×1-8g, cấp bền 8.8 (ISO 898-1)

2. Xử lý bề mặt: Ví dụ: Zn-Ni 8–12 μm, màu hoàn thiện, mục tiêu hệ số ma sát

3. Phương pháp thử nghiệm: Ví dụ: tương quan ma sát – lực trục theo ISO 16047, yêu cầu mạ theo ISO 4042

Điểm thực hành quan trọng:
Bản vẽ và tiêu chuẩn mua hàng nên song ngữ Anh – Việt, vận hành đồng bộ với phiếu quản lý (kiểm tra đầu vào, truy xuất lô mạ). Khi audit, bên đánh giá sẽ kiểm tra mối liên kết “tiêu chuẩn → thử nghiệm → hồ sơ lưu trữ”.

Xử lý bề mặt thân thiện với môi trường và các giải pháp chống giòn hydro

Đối với các dự án yêu cầu tuân thủ RoHS/ELV, Zn-Ni không chứa crom hóa trị sáu và vảy kẽm (không điện phân) là những ứng cử viên hàng đầu. Vì mạ điện làm tăng nguy cơ giòn hydro trong vật liệu cường độ cao, các biện pháp kiểm soát sau đây là cần thiết:

• Tối ưu hóa tiền xử lý: Giảm thiểu thời gian và nồng độ tẩy axit để ngăn chặn sự hấp thụ hydro.
• Gia nhiệt khử hydro (Baking): Thực hiện xử lý khử hydro sau khi mạ, thường ở 190 +/- 10 °C trong 2-4 giờ.
• Quản lý ngưỡng độ cứng: Thực hiện các biện pháp kiểm soát chặt chẽ hơn đối với vật liệu cường độ cao (tương đương HV >= 320).
• Thống nhất về hệ số ma sát: Thực sự đo hệ số ma sát μ (ISO 16047) trước khi sản xuất hàng loạt, tùy thuộc vào chất phủ và lớp màng.

Ví dụ trích dẫn trong đặc điểm kỹ thuật:

Xử lý bề mặt: Zn-Ni 10 µm, Hoàn thiện Cromat hóa trị ba
Ủ: 190 °C × 3 giờ.
Hệ số ma sát mục tiêu: 0.12-0.18.
Thử nghiệm: Tuân thủ ISO 4042, ISO 16047

Lớp phủ vảy kẽm không điện phân có nguy cơ giòn hydro thấp và có hiệu quả cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống ăn mòn cao, chẳng hạn như các bộ phận ngoài trời và gầm ô tô (xem, ví dụ, ISO 10683). Tuy nhiên, các yêu cầu về tăng kích thước, độ dẫn điện và màu sắc bề ngoài phải được thỏa thuận trước.

Các điểm chính về Luật pháp và Sự phù hợp của Việt Nam

Trước hết, cần xác định sản phẩm có thuộc phạm vi áp dụng QCVN hay không. Nếu thuộc diện QCVN, bắt buộc phải dán dấu CR và chuẩn bị hồ sơ kỹ thuật.
Phần lớn linh kiện cơ khí thông thường được vận hành theo TCVN / ISO (tự nguyện), nhưng nếu tích hợp vào thiết bị điện, áp lực hoặc an toàn, cơ quan quản lý và yêu cầu tuân thủ có thể thay đổi.

Quy trình thực tế đề xuất:

1. Phân loại: Xác định mục đích sử dụng, mã HS, và QCVN có liên quan.

2. Công bố hợp quy: Lựa chọn hình thức chứng nhận (bên thứ ba hoặc tự công bố).

3. Hồ sơ kỹ thuật: Lưu trữ đầy đủ bản vẽ, chứng nhận vật liệu, tiêu chuẩn xử lý bề mặt, kết quả thử nghiệm (ISO 16047, ISO 4042…), và truy xuất lô.

4. Ghi nhãn – hiển thị: Bổ sung tiếng Việt, dấu CR (nếu cần), và thông tin nhà sản xuất.

5. Phản hồi đánh giá: Liên kết hồ sơ kiểm tra đầu vào và quản lý thay đổi (điều kiện mạ, thay đổi nhà mạ…) với hệ thống QMS.

Checklist thực hành (trích yếu)

• Bản vẽ ghi rõ tiêu chuẩn TCVN / ISO và phương pháp thử.

• Chứng nhận RoHS / ELV và điều kiện ủ (baking) được nêu trong tiêu chuẩn mua hàng.

• Có quy trình kiểm tra hệ số ma sát / lực trục theo lô khi nhập hàng.

• Đã xác định QCVN áp dụng, chuẩn bị CR mark và hồ sơ kỹ thuật nếu cần.

• Tài liệu hướng dẫn, nhãn tiếng Việt và sổ theo dõi truy xuất nguồn gốc luôn được cập nhật.

Độ tin cậy siết chặt và quản lý chất lượng số hóa

Phần lớn các lỗi siết chặt phát sinh từ “hiện tượng tự lỏng ngoài dự kiến”, “biến động ma sát” và “thiếu dữ liệu ghi nhận”. Phần này trình bày mô hình ba lớp:
① Trực quan hóa biện pháp hiệu quả thông qua thử nghiệm rung ngang,
② Quản lý sản xuất hàng loạt bằng mô-men xoắn × góc kết hợp IoT,
③ Vận hành phòng ngừa theo QMS, nhằm kiểm soát rủi ro ngay từ đầu.

Đánh giá bằng Thử nghiệm rung động ngang tương đương Junker

Mục tiêu: Tái tạo sự suy giảm lực kẹp dưới tác động của rung động ngang (Junker), từ đó so sánh định lượng các sự kết hợp của vòng đệm, đai ốc và chất phủ.

Các điểm then chốt khi thiết kế thử nghiệm

• Sử dụng bulông và đai ốc từ cùng một lô với sản xuất hàng loạt (khớp vật liệu, xử lý nhiệt và xử lý bề mặt).
• Đối chiếu độ nhám bề mặt chịu lực, lực siết và độ cứng của bộ phận được kẹp với máy thực tế.
• Xác định các điều kiện chu kỳ (biên độ, tần số, tải trọng) dựa trên môi trường hoạt động (ví dụ: +/- 0.3 mm, 12.5 Hz, 10 kN).
• Đặt lực kẹp ban đầu vào trung tâm của giá trị mục tiêu sản xuất hàng loạt và lặp lại thử nghiệm ít nhất 3 lần.

Ví dụ về tiêu chí đánh giá (tham khảo)

• Lực kẹp còn lại >= 80% sau N chu kỳ được coi là đạt.
• Chọn sự kết hợp có sự sụt giảm mạnh ban đầu và ổn định sau đó nhỏ hơn trong đường cong.

Những sai lầm phổ biến

• Chiều dài hiệu dụng của bulông quá ngắn, làm cho hằng số lò xo không phù hợp và khiến sự sụt giảm lực dọc trục có vẻ quá mức.
• Thử nghiệm với chất bôi trơn hoặc bề mặt chịu lực khác so với sản xuất hàng loạt, dẫn đến đánh giá quá cao hoặc quá thấp.

Mẹo tại hiện trường: Lưu trữ kết quả dưới dạng “đường cong thử nghiệm + ảnh + bảng điều kiện” trong hồ sơ lựa chọn thành phần và phản ánh chúng trong các thông số kỹ thuật mua hàng (loại vòng đệm, loại chất phủ).

Quản lý Mô-men xoắn x Góc và Truy xuất nguồn gốc IoT

Bối cảnh: Quản lý chỉ bằng mô-men xoắn dễ bị ảnh hưởng bởi các biến động ma sát, khiến lực dọc trục thay đổi ngay cả ở cùng một mô-men xoắn. Bằng cách kết hợp mô-men xoắn và góc, việc đạt hoặc không đạt được xác định bởi hồ sơ (chữ ký) của công việc.

Các bước thiết lập

1. Đánh giá sơ bộ: Thu được tương quan mô-men xoắn – lực dọc trục bằng phương pháp tiêu chuẩn hóa và đặt giá trị mục tiêu ở giữa vùng đàn hồi.
2. Thiết kế cổng: Xác định một “cửa sổ siết” với một cổng bốn chiều gồm giới hạn dưới và trên của mô-men xoắn và giới hạn dưới và trên của góc.
3. Thiết bị: Gán ID công cụ và ID chương trình cho cờ lê không dây hoặc tua vít điện và kích hoạt tính năng chống lỗi (quét nối tiếp, kiểm soát trình tự).
4. Các mục IoT: Ghi lại thời gian, số sản phẩm hoặc lô, trạm, mô-men xoắn, góc, kết quả (OK hoặc NOK (Không OK)), số lần siết lại, ID người vận hành và phiên bản phần mềm.
5. Phân tích: Theo dõi biểu đồ và biểu đồ kiểm soát (giá trị trung bình, σ) hàng ngày và điều tra các giá trị ngoại lai bằng kiểm tra vật lý trước khi thực hiện hành động khắc phục.

Ví dụ về quy tắc vận hành

• Kiểm tra siết chặt: Kiểm tra khả năng tái lập bằng cách lấy mẫu ngẫu nhiên, chẳng hạn như 5 điểm mỗi dây chuyền mỗi ngày.
• Quy định không siết lại: Trong trường hợp NOK, hãy thay thế bulông hoặc chuyển sang quy trình đánh giá lại.
• Hiệu chuẩn: Hiệu chuẩn thiết bị mô-men xoắn ít nhất mỗi năm một lần và kiểm tra bộ mã hóa góc nửa năm một lần.

Mẹo tại hiện trường: Đặt ngưỡng phát hiện bất thường quá nghiêm ngặt sẽ gây ra việc dừng dây chuyền thường xuyên. Bắt đầu với một vùng Cảnh báo rộng hơn và thắt chặt dần trong khi phân tích biểu đồ Pareto về các nguyên nhân.

Các biện pháp phòng ngừa với QMS (IATF 16949 và ISO 9001)

Mục tiêu: Xác định trước các nguồn biến động từ thiết kế đến sản xuất hàng loạt và duy trì chất lượng ổn định ngay cả khi có thay đổi.

Luồng tài liệu bắt buộc:

• FMEA (Thiết kế và Quy trình): Liệt kê nguyên nhân – hiện tượng – biện pháp đối phó cho việc lỏng, ăn mòn, gãy và lỗi siết, và phản ánh các mục RPN cao trong Quản lý đặc tính (CTQ).
• Kế hoạch kiểm soát: Xác định các cổng mô-men xoắn và góc, tần suất kiểm tra và các chỉ số giám sát cho dữ liệu IoT (tỷ lệ đạt lần đầu, tỷ lệ làm lại).
• MSA: Tiến hành Gage R&R (GRR) cho cờ lê mô-men xoắn hoặc máy đo góc (mục tiêu %GRR <= 10%, hoạt động tạm thời lên đến <= 30%).
• Quản lý thay đổi (ECN: Thông báo thay đổi kỹ thuật): Khi thay đổi xử lý bề mặt, chất phủ hoặc chương trình công cụ, hãy tiến hành thử nghiệm đánh giá lại (kiểu Junker hoặc tương quan) và nhận được sự chấp thuận.
• PPAP (Quy trình phê duyệt bộ phận sản xuất): Lưu trữ và nộp một gói hoàn chỉnh bao gồm bản vẽ, chứng chỉ vật liệu, hồ sơ xử lý nhiệt và xử lý bề mặt, báo cáo thử nghiệm, tiêu chuẩn ngoại quan, mẫu và dữ liệu năng lực quy trình.

Ví dụ về Đánh giá quy trình theo lớp (LPA)

• ID công cụ và chương trình được liên kết với số sản phẩm chính xác.
• Xác nhận tuân thủ quy trình cho trình tự siết và từ siết sơ bộ đến siết cuối cùng.
• Kế hoạch phản ứng cho NOK (gắn thẻ, phân loại, ngăn chặn dòng chảy ra ngoài) được kích hoạt ngay lập tức.

Mẹo tại hiện trường: Ưu tiên một hệ thống phát hiện sớm và dừng lại ở quy mô nhỏ thay vì nhắm đến không có lỗi. Chìa khóa để sử dụng dữ liệu IoT là tạo ra một hệ thống có thể quay vòng qua cảnh báo, xác nhận tại chỗ, khắc phục và ngăn ngừa tái diễn “trong vòng 24 giờ”.

Tối ưu hóa quy trình và cách triển khai

Cốt lõi của tối ưu hóa quy trình là “loại bỏ nguồn gốc của việc làm lại trong quy trình trước đó”. Đối với việc siết vít, việc đồng thời thúc đẩy giảm quy trình taro, chống lỗi và thu thập dữ liệu có thể đạt được cả việc giảm thời gian chu kỳ và giảm khuyết tật. Phần này tập trung vào việc không dùng taro (sử dụng vít tự tạo ren) và trình bày các điểm kiểm tra để thực hiện và kế hoạch thực hiện trong 90 ngày.

Rút ngắn quy trình bằng vít tự tạo ren (Không taro)

Mục tiêu: Loại bỏ việc taro (cắt ren) và siết chặt bằng cách tạo hình dẻo ren trực tiếp vào một lỗ mồi. Quá trình này không tạo ra phoi, và sự tiếp xúc gần của các ren có xu hướng cải thiện khả năng chống lỏng và khả năng chống mỏi.

Các tình huống áp dụng

• Vật liệu: Thép carbon thấp, nhôm, magiê và một số loại nhựa (vật liệu có thể đảm bảo vùng dẻo).
• Hình dạng: Tấm kim loại, vỏ máy đùn, hoặc giá đỡ. Cả lỗ thông và lỗ mù đều có thể (cần xác nhận dung sai độ sâu).
• Yêu cầu chất lượng: Không cho phép có phoi (linh kiện điện, bộ phận làm kín), giảm thời gian chu kỳ, thiết kế bền chắc.

Các điểm then chốt về thiết kế và quy trình

• Đường kính lỗ mồi: Một tỷ lệ nhất định của đường kính danh nghĩa (giá trị tối ưu thay đổi theo vật liệu và độ dày tấm). Xác định bằng cách sử dụng biểu đồ khuyến nghị của nhà sản xuất và quản lý dung sai ở mức +/- 0.05 mm (hướng dẫn).
• Độ dày tấm và Chiều dài ăn khớp ren: Tối thiểu 2 đến 2.5 bước ren là một hướng dẫn. Đối với các tấm mỏng, hãy xem xét sử dụng các gờ nổi hoặc vòng đệm.
• Vát mép: Một vát mép nhỏ ở lối vào (ví dụ: 0.2-0.4 mm × 45°) giúp ổn định tải trọng tạo hình.
• Bôi trơn: Chọn một loại mỡ hoặc lớp phủ phù hợp để ngăn ngừa kẹt trong quá trình tạo hình ban đầu.
• Chỉ số đánh giá: Hệ số an toàn giữa mô-men xoắn dẫn động (T_drive) và mô-men xoắn làm tuột hoặc hỏng ren (T_strip).
  Tham chiếu nội bộ là T_strip và T_drive >= 1.25 đến 1.40.

Ví dụ về hiệu quả (Xu hướng)

• Loại bỏ việc taro, làm sạch và loại bỏ phoi, rút ngắn thời gian vài giây mỗi điểm. Các khuyết tật do phoi gây ra giảm đáng kể.
• Tăng tiếp xúc dẻo của ren giúp cải thiện khả năng chống rung, và lực kẹp còn lại trong các thử nghiệm kiểu Junker ổn định.

Những điểm cần lưu ý

• Đối với các vật liệu có độ cứng quá cao hoặc trong các vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt hàn, tải trọng tạo hình tăng mạnh, vì vậy tính khả thi phải được xác định bằng thử nghiệm.
• Sự thay đổi về lỗ mồi và độ nhám bề mặt là nguyên nhân chính gây ra biến động mô-men xoắn dẫn động. Quản lý SPC các điều kiện xử lý và mài mòn dụng cụ là hiệu quả.

Danh sách kiểm tra tại hiện trường (Các điểm cần kiểm tra trong quá trình triển khai)

• Bản vẽ và Thông số kỹ thuật mua hàng: Chỉ định loại vít tự tạo ren, đường kính và dung sai lỗ mồi, vát mép, xử lý bề mặt, sự hiện diện của chất bôi trơn và các mục tiêu T_drive và T_strip.
• Gia công lỗ mồi: Đường kính mũi khoan, tốc độ quay và tiến, vị trí và quy trình loại bỏ bavia hoặc vật liệu hàn dính. Thực hiện kiểm tra hàng ngày bằng dưỡng (pin hoặc snap).
• Công cụ và Đồ gá: Đảm bảo tính nhất quán của mô-men xoắn, tốc độ, kiểm soát góc, hình dạng mũi, lực ép của tua vít và bộ cấp vít.
• Thử nghiệm: Đo đường cong mô-men xoắn dẫn động và mô-men xoắn làm tuột với các mẫu ban đầu, và tiến hành các thử nghiệm kiểu Junker và ISO 16047 khi cần thiết.
• IoT và Truy xuất nguồn gốc: Tự động ghi lại ID công cụ hoặc ID chương trình, mô-men xoắn, góc, đạt hoặc không đạt, số lần siết lại và ID người vận hành.
• Quy tắc chất lượng: Thiết lập kế hoạch phản ứng cho NOK (thay thế hoặc phân loại bộ phận), tiêu chí cho phép siết lại và các mẫu đạt hoặc không đạt về ngoại quan.
• Đào tạo: Cung cấp đào tạo tiêu chuẩn cho người vận hành về tầm quan trọng của dung sai lỗ mồi, tư thế ép mũi và phản ứng với NOK.

Lộ trình triển khai (Kế hoạch 90 ngày)

• Tuần 0-2 | Chẩn đoán: Hiểu thời gian chu kỳ hiện tại, việc làm lại cho việc taro, làm sạch và xử lý phoi, và biểu đồ Pareto về các lỗi siết để chọn các khu vực mục tiêu.
• Tuần 3-6 | Đánh giá kỹ thuật: Tối ưu hóa đường kính lỗ mồi, vát mép và bôi trơn bằng các mẫu. Đo T_drive và T_strip, và nếu cần, thu được tương quan với các thử nghiệm rung động và ISO 16047. Xác định các cổng mô-men xoắn và góc mục tiêu.
• Tuần 7-9 | Tiêu chuẩn hóa: Sửa đổi SOP, tiêu chuẩn kiểm tra, và kế hoạch kiểm soát. Thiết lập các chương trình công cụ, cấp vít và các mục IoT, và cập nhật FMEA hoặc ECN.
• Tuần 10-12 | Chuyển đổi sản xuất hàng loạt: Chuyển từ sản xuất thử nghiệm sang dòng chảy ban đầu. Theo dõi CT (Thời gian chu kỳ), tỷ lệ đạt lần đầu, tỷ lệ làm lại và tuổi thọ công cụ hàng ngày, và phản ánh các cải tiến hàng tuần.
• Tuần 13 | Đánh giá và Ổn định: Tiến hành LPA và đánh giá hiệu suất. Hoàn thiện các thông số kỹ thuật mua hàng và bản vẽ, và cung cấp đào tạo cho nhà cung cấp. Đánh giá việc triển khai toàn bộ dây chuyền dựa trên việc đạt được KPI.

Ví dụ về KPI: Thời gian chu kỳ -10 đến 20%, lỗi liên quan đến phoi -90%, tỷ lệ đạt lần đầu +2 đến 5 điểm phần trăm, tuổi thọ công cụ +20%, dừng dây chuyền -20 đến 30%.

Kết luận

Bài viết này đã sắp xếp các công nghệ vít mới nhất có hiệu quả trong sản xuất tại Việt Nam theo ba trục:
1) tiêu chuẩn và tuân thủ môi trường,
2) độ tin cậy của mối ghép và chất lượng kỹ thuật số
3) tối ưu hóa quy trình.
Bài viết đề xuất một lộ trình để đánh giá, tiêu chuẩn hóa và ổn định sản xuất hàng loạt trong 90 ngày, tập trung vào việc hài hòa ISO/JIS với TCVN/QCVN, so sánh các biện pháp đối phó với các thử nghiệm Junker, ghi lại bằng mô-men xoắn và góc + IoT và giảm thời gian chu kỳ bằng vít tự tạo ren. Vui lòng bắt đầu bằng cách chỉ định các tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm trên bản vẽ, thống nhất về hệ số ma sát và thiết lập các mục IoT.